Fog - Kiri

Japanese: 霧 - きり

A phenomenon in which many tiny water droplets float in the atmosphere near the ground, reducing visibility. In meteorological observations, fog is when visibility is less than 1 kilometer, and when it is more than 1 kilometer, it is not called fog but mist (haze). In industrial areas, when it contains not only tiny water droplets but also smoke particles, it is sometimes called smog. If you look down on the fog on the plains from the top of a hill, you cannot tell the visibility of the fog because you are on the hill. In such cases, it is also called fog in a broad sense. In winter in Siberia and Hokkaido, fog is made of ice crystals instead of tiny water droplets. This fog is called ice fog. In this case, visibility is also less than 1 kilometer. If it is more than 1 kilometer, it is called frost fog.

[Masaji Ota]

The difference between fog and clouds

Fog and clouds are the same thing, since their contents are tiny water droplets. However, for convenience, we call what touches the ground fog and what floats in the sky clouds. So the question arises as to whether what is hanging on the mountaintop is fog or a cloud. In this case, it is touching the bare skin of the mountain, so to someone standing on the mountaintop it is fog. On the other hand, when looking up from the foot of the mountain, it would be natural to see the mountaintop as covered in clouds. In other words, to those inside it is fog, and to those outside it is clouds.

Fog and clouds are formed quite differently. Fog is usually formed by the flow of heat from the ground surface and the addition of water vapor, but clouds are formed when air masses cool as they rise. Because of these differences in how they are formed, fog particles are usually smaller than cloud particles. Mountain fog is often formed when it rises up a slope and cools, so the fog droplets are relatively large and are more like cloud droplets. In this way, mountain fog has properties that are more like clouds when viewed from the inside, so it is both fog and cloud.

[Masaji Ota]

Fog Observation

The easiest thing to observe is the thickness of fog, which is expressed as the visibility in the fog. In meteorological observation, fog with a visibility of less than 200 meters is classified as dense fog, 200-500 meters as moderate fog, and 500-1000 meters as light fog. Mountain fog can be so thick that you cannot see 10 meters ahead. Visibility in fog is determined by whether or not you can see a predetermined target. There are various instruments in use that measure the thickness of fog based on its light transmittance and scattering rate. Transmittance measurement methods are often used for airport runways, while scattering rate measurement methods are often used for highways and other roads.

Measuring the content of the mist, i.e., the size and number of the droplets, requires considerable skill. The easiest method is to measure the radius of the halo around an outdoor light using a simple homemade angle meter, and then calculate the size of the mist droplets. Measure the angle from the center of the light source to the red outer edge of the light halo closest to the light source, and divide this angle by 20 to find the radius of the mist droplet. When the angle is 3 degrees, the radius of the mist droplet is about 7 micrometers. To directly measure the size of the mist droplets, apply a thin layer of machine oil to a thin glass plate, hold the plate between your fingers, and face the oil surface into the wind. The flying mist droplets will adhere to the oil. When there is no wind, move the glass plate quickly. The size of each captured mist droplet is measured under a microscope. The sizes of about 50 droplets are measured and averaged. In the examples measured so far, the radius of the mist droplets is in the range of about 1 to 50 micrometers, but usually about 5 to 10 micrometers.

[Masaji Ota]

How fog is generated

When an air mass near the ground surface cools, the water vapor in the air approaches saturation. As it cools further, it eventually exceeds saturation. There are almost always enough condensation nuclei in the air, so when this happens, tiny water droplets form around the condensation nuclei. This is fog. Air near the ground surface cools in three ways: (1) when the land surface radiates heat at night, (2) when warm air flows over a cold ocean surface, and (3) when air rises up a slope and cools adiabatically. Fog that forms when cooled by these causes is called radiation fog, advection fog, and updraft fog, respectively. In addition, there is another mechanism in which water vapor evaporates from the water surface in contact with an air mass near the ground surface, gradually increasing the amount of water vapor in the air mass. This replenishment of water vapor occurs in two ways: (1) when cold air flows over a warm ocean surface, and (2) when warm raindrops fall into the cold air. The fog created by these causes of water vapor replenishment is called steam fog and frontal fog, respectively.

[Masaji Ota]

Types of Fog

Fog can be classified as follows depending on the location, time, and air conditions that occur.

(1) Radiation fog: On clear, windless nights, the ground surface cools due to radiation, and the air in contact with the ground gradually cools, forming a fog from midnight to early morning. It is more likely to form when it rained the day before and the ground is damp, or when there is water such as a river. It is particularly likely to occur in basins and valleys.

(2) Advection fog: Fog that forms when moist warm air flows over the cold ocean surface. It is called sea fog. It tends to form where warm and cold currents meet. In the waters around Japan, this type of fog forms off the coast of Nemuro, Kushiro, and Sanriku from spring to summer. The fog is formed when warm air and the cold air near the ocean surface mix well, so it tends to form when the wind is relatively strong, at about 4 to 5 meters per second. Sea fog that forms at sea flows to the coast and invades land to some extent.

(3) Ascending fog: Fog that forms when moist air rises up a slope. Most of the fog that forms in mountainous areas is of this type. Clouds form in the same way, so the contents of this fog (the size and number of water droplets) are similar to those of clouds. The appearance is also similar to that of clouds.

(4) Steam fog: Fog formed when cold, humid air flows over the warm ocean surface and is replenished with water vapor from the ocean surface. Because the ocean surface is warm, the air mixes spontaneously up and down, creating a situation similar to that of steam rising from a bathtub. Steam fog forms off the coast of Kushiro, Hokkaido, in winter when air that has cooled on land is pushed out to sea in the morning. When an inversion layer forms in the sky, the fog thickens. The river fog seen throughout Japan from autumn to winter is a type of this. The fog that forms along the coast of the Sea of Japan during the winter monsoon is also steam fog. In this case, the inversion layer is high, so the fog is thin. Conditions that make it easy for steam fog to form are when the air temperature is low (around 0°C or below) and when the difference between the sea water temperature and the air temperature is approximately 8°C or more.

(5) Frontal fog: Fog that forms when it rains near a front and the temperature of the raindrops is higher than the air temperature. In this case, as with steam fog, the raindrops replenish the air with water vapor, creating fog. The greater the temperature difference between the raindrops and the air, the easier it is for fog to form, and so it occurs in association with a well-developed front. When a low pressure system enters the Sea of Japan accompanied by a front, dense fog can form in various places along the Seto Inland Sea and the Pacific coast. Frontal fog is the type of fog that occurs when the weather is bad.

(6) Other types of fog Fog is called by various names depending on where it appears. Basin fog is seen in the Kofu Basin and the Yamagata Basin, and is a mixture of radiation fog and steam fog in terms of its origin. Mountain fog is a type of fog seen in mountainous areas that is difficult to distinguish from clouds; it is an uphill fog. Land fog is a type of fog that occurs on land and is often radiation fog. Urban fog is mainly a mixture of radiation fog and smoke (smog). Ground fog is a type of fog that hangs low to the ground and is almost nonexistent at human eye height. Depending on the time of day the fog appears, it can be called morning fog or night fog. Radiation fog is prone to form in the early morning, so it is called morning fog. Night fog is prone to occur when sea fog sweeps over land.

There are words like wet fog (shitsumu) and dry fog (kanmu). When surrounded by fog, your skin and clothes may feel moist and wet. This type of fog is wet. On the other hand, there is also dry fog which feels dry and does not get you wet, but the difference between the two is determined by the size of the tiny water droplets contained within the fog. If the droplets are large, they will easily stick to the body or objects on the ground, and if they are small, they will not. Sea fog and mountain fog are often wet fog. Most radiation fog is dry fog.

[Masaji Ota]

Fog in Japan

According to the annual average number of foggy days observed at over 100 meteorological stations and weather stations across Japan, there were 9 locations where fog was observed for more than 100 days in a year (excluding mountain meteorological stations), 14 locations where fog was observed for 50-100 days, 25 locations where fog was observed for 25-50 days, and 102 locations where fog was observed for less than 25 days. Having fog for more than 100 days in a year means that on average there is a foggy day every 3 or 4 days, which means that fog will be a nuisance in everyday life.

Looking at the number of foggy days per month, we can roughly determine the causes of fog in a region. Among the locations where fog occurs for more than 100 days per year, Nemuro and Kushiro have the most fog in June, July, and August, with fog occurring on approximately 60 days out of these 90 days. The fog that occurs in these regions during this season is sea fog, which is fog that occurs in the sea off the coast of Hokkaido and Sanriku and drifts onto land. Karuizawa, which also has more than 100 days of fog, has fog on approximately 10 days each month. This is mountain fog. In Toyooka, Hyogo Prefecture, and Hitoyoshi, Kumamoto Prefecture, fog occurs most frequently from September to November, but this is radiation fog and river fog. Among the locations where fog occurs for 50 to 100 days, Yamagata, Takayama, Gifu Prefecture, and Iida, Nagano Prefecture, fog occurs most frequently from September to December, and this fog is a mixture of radiation fog and river fog. Osaka's fog from November to February is well known as an urban fog. Cape Muroto in Kochi Prefecture experiences a lot of fog in May, June, and July. This is sea fog. Asahikawa in Hokkaido also experiences a lot of fog from September to February, but this is probably mainly radiation fog. The summit of Mt. Fuji and the summit of Mt. Ibuki in Shiga Prefecture experience fog over 200 days a year, but this is mountain fog or clouds. Places with fog for 25 to 50 days a year also have some kind of fog-generating factor. Fog is common in Abashiri on the Okhotsk coast, and Hachinohe and Onahama on the Sanriku coast from May to August, and can be considered sea fog. The fog in Mito, which is slightly inland, is also probably sea fog.

[Masaji Ota]

Fog and disaster

There have been many examples of ships being lost at sea due to loss of visibility in sea fog. Examples include the sinking of the Shiun Maru ferry to Utaka in the Seto Inland Sea in May 1955 (Showa 30) and the sinking of the British luxury liner Titanic in April 1912. On land, when visibility is poor due to fog, highways are closed and runways are closed at airports. Train service may also be suspended. When fog becomes too thick, visibility is impaired, causing problems for sea and land transport. When sea fog penetrates inland, it blocks sunlight. Sea fog on the east coast of Hokkaido penetrates inland from June to August, hindering the growth of agricultural crops. To prevent the penetration of sea fog, fog-break forests are constructed on the coast. Fog-break forests have the effect of trapping minute water droplets in the fog and turbulent air currents, accelerating the dissipation of the fog.

[Masaji Ota]

Artificial dispersal of fog

At airports, takeoff and landing are prohibited when the fog on the runway becomes too thick. In such cases, it is extremely effective for aircraft operations to artificially disperse the fog and allow takeoff and landing. At high-latitude airports such as Moscow and Stockholm, silver iodide powder is scattered in the air around the runway in winter to promote the dispersal of fog and improve operational efficiency. In addition, some airports also use the method of scattering dry ice or propane. These methods of artificially dispersing runway fog are widely put into practical use because the target space is small and limited and the economic effect is large.

[Masaji Ota]

[References] | Sea fog | Visibility | Smog

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

地表付近で大気中に多数の微水滴が浮かんでいて、視界を悪くする現象。気象観測では視程が1キロメートル未満になった場合を霧とよび、1キロメートル以上の場合には霧とはよばずにもや（靄）とよぶ。また工業地域などで微水滴ばかりでなく、煙の粒子が混じっている場合にはスモッグとよぶことがある。丘の上から平地の霧を見下ろす場合、自分は丘の上にいるので霧の視程はわからない。このような場合にも広い意味で霧という。シベリアや北海道の冬などには微水滴ではなく氷晶の霧ができる。この霧を氷霧(こおりぎり)とよぶ。この場合も視程は1キロメートル未満である。もし1キロメートル以上であれば細氷とよぶ。

［大田正次］

霧と雲の違い

霧も雲もその中身は微水滴であるから同じものであるといえる。ただ便宜上地面に接しているものを霧、空に浮かんでいるものを雲とよんでいる。それでは、山頂にかかっているのは霧か雲かという疑問がおこる。この場合、山の地肌に接しているので山頂に立っている者にとっては霧である。一方、山麓(さんろく)から上を見たときには山頂は雲に覆われているとみるのが自然であろう。すなわち、中にいる者には霧、外にいる者にとっては雲である。

　霧と雲とはでき方がかなり異なる。霧は普通地表面からの熱の出入りや水蒸気の補給などでできるが、雲は空気の塊が上昇するときに冷えてできる。このようにでき方が異なるので、霧の粒子は雲の粒子より小さいのが普通である。山にできる霧は斜面を上昇して冷えてできる場合が多いので、霧粒は比較的大きくむしろ雲粒に近い。このように中身からみると山の霧はむしろ雲に近い性質をもっているので、霧でもあり雲でもあるわけである。

［大田正次］

霧の観測

もっとも観測しやすいのは霧の濃淡である。これは霧の中の視程で表す。気象観測では霧の中の視程が200メートル未満の場合を濃霧、200～500メートルの場合を並霧、500～1000メートルを薄い霧と区分けする。山霧などでは10メートル先が見えないほど濃いことがある。霧の中の視程は、あらかじめ決めておいた目標が見えるか見えないかで決める。光の透過率や散乱率から霧の濃淡を測定する器械もいろいろ利用されている。空港の滑走路では透過率測定方法が、高速道路などでは散乱率測定方法がよく用いられている。

　霧の中身すなわち微水滴の大きさや数を測定するのはかなり熟練を要する。それらのうちもっともやさしい方法は外灯の光の周りにできる光冠の半径を簡単な手作りの角度計で測って、それから霧粒の大きさを計算で求める方法である。光源の中心から光源にもっとも近い光の輪の赤の外縁までの角度を測り、20をその角度で割ると霧粒の半径がわかる。角度が3度のときは霧粒の半径は約7マイクロメートルである。直接霧粒の大きさを測定するには、細いガラス板に機械油を薄く塗り、ガラス板を指に挟んで油面を風に向ける。飛んできた霧粒は油の中に付着する。風のないときにはガラス板のほうを早く動かす。捕獲した霧粒は顕微鏡で1粒ずつ大きさを測る。およそ50個ほどの大きさを測ってそれらを平均する。いままでに測定された例では、霧粒はおよそ半径1～50マイクロメートルの範囲にあるが、普通は約5～10マイクロメートルである。

［大田正次］

霧が発生する仕組み

地表面付近にある空気塊が冷えると、空気中に含まれている水蒸気は飽和状態に近づく。さらに冷えると、ついに飽和状態を越えようとする。空気中にはほとんどいつでも十分な数の凝結核があるので、そのようなときには凝結核を芯(しん)として微水滴ができる。これが霧である。地表面付近の空気が冷えるのは、(1)陸地の表面が夜間に熱を放射するとき、(2)暖かい空気が冷たい海面に流れてきたとき、(3)斜面を空気が上昇して断熱的に冷却するとき、の3通りがある。これらの原因で冷えてできた霧をそれぞれ放射霧、移流霧、滑昇霧とよぶ。また、これらとは別の仕組みとして、地表面付近の空気塊中に、それと接している水面から水蒸気が蒸発し、空気塊中の水蒸気がだんだん増える場合がある。このような水蒸気の補給がおこるのは、(1)冷たい空気が暖かい海面に流れてきたとき、(2)冷たい空気中に暖かい雨滴が落ちてきたとき、の2通りがある。これらの原因で水蒸気が補給されてできた霧をそれぞれ蒸気霧、前線霧とよぶ。

［大田正次］

霧の種類

霧は発生する場所、時間、空気の状態などにより次のように分けられる。

(1)放射霧　晴天で風の弱い日の夜、地表面が放射のため冷却し、地表面に接する空気がしだいに冷えて夜半から早朝にかけてできる霧。前日に雨が降って地面が湿っているときや川などの水面があるときにできやすい。盆地や谷地ではとくに発生しやすい。

(2)移流霧　湿った暖かい空気が冷たい海面上に流れてきたときにできる霧。海霧(うみぎり)とよばれる。暖流と寒流とが接しているところに発生しやすい。日本近海では根室(ねむろ)沖、釧路(くしろ)沖、三陸沖に春から夏にかけてできる霧はこれである。暖かい空気と冷たい海面付近の空気がよく混合されて霧となるので、風速が毎秒約4～5メートルと風がやや強いときにできやすい。海上で発生した海霧は海岸に流れてきて多少陸地に侵入する。

(3)滑昇霧　湿った空気が斜面に沿って上昇するときにできる霧。山地にできる霧はこの霧が多い。雲も同じ仕組みでできるので、この霧の中身（微水滴の大きさや数）は雲に近い。また外観も雲に近い。

(4)蒸気霧　冷たい湿った空気が暖かい海面に流れてきて、海面から水蒸気の補給を受けてできる霧。海面が暖かいので空気の上下混合が自発的におこり、ちょうど風呂(ふろ)の湯気が立ち昇るような状況となる。冬季に北海道の釧路沖にできる蒸気霧は陸地で冷えた空気が朝方に海上に押し出してできる。上空に逆転層ができると霧は濃くなる。秋から冬にかけて日本の各地で見られる川霧はこの一種である。冬の季節風のとき、日本海沿岸でできる霧も蒸気霧である。この場合逆転層が高いので霧は薄い。蒸気霧の発生しやすい条件は、気温が低く0℃付近以下であること、および海水温と気温との差がおよそ8℃以上あるときである。

(5)前線霧　前線付近で雨が降るとき、雨滴の温度が気温より高いときにできる霧。この場合も蒸気霧と同様、雨滴から空気に水蒸気が補給されて霧が発生する。雨滴と空気との温度差が大きいほど霧はできやすく、したがってよく発達した前線に伴っておこる。低気圧が前線を伴って日本海へ入った場合に瀬戸内や太平洋沿岸の各地で濃霧が発生することがある。前線霧は天気の悪いときの霧である。

(6)その他の霧　霧は現れる場所によっていろいろな名でよばれる。盆地霧は甲府盆地や山形盆地などで見られるが、これは成因からみると放射霧と蒸気霧の混じったものである。山霧は山地で見られる霧で雲との区別はむずかしく、これは滑昇霧である。陸霧は陸地に発生する霧で放射霧であることが多い。都市霧はおもに放射霧に煙の混じったもの（スモッグ）である。地霧は地面に低くはう霧で、人の目の高さには霧はほとんどない場合をいう。霧のある時刻によって朝霧とか夜霧とかいうことばがある。放射霧は早朝にできやすいので朝霧となる。夜の霧は海霧が陸上に押し寄せてきた場合におこりやすい。

　湿霧(しつむ)、乾霧(かんむ)ということばがある。霧に囲まれたとき、皮膚や衣類がしっとりとぬれる場合がある。このような霧は湿霧である。一方、ぬれないで乾いた感じの乾霧もあるが、両者の違いは霧の中身の微水滴の大小で決まる。大きい場合は身体や地物には付着しやすく、小さい場合は付着しにくい。海霧や山霧は湿霧のことが多い。放射霧の多くは乾霧である。

［大田正次］

日本各地の霧

日本各地百数十の気象台や測候所で観測した霧日数の年平均の結果によると、1年間に霧の発生が100日を超えて観測された地点は9か所（山岳測候所を除く）、50～100日が14か所、25～50日が25か所、25日未満が102か所であった。1年のうち100日以上霧が発生するということは、平均すると3、4日に1日霧の日があるということで、日常の生活は霧に悩まされることになる。

　月ごとの霧の日数をみると、その地方の霧のできる原因がおよそわかる。1年間100日以上の霧発生の箇所のうち根室、釧路では6、7、8月の3か月に霧が多く、この約90日間におよそ60日霧が出ている。この季節にこれらの地方で出る霧は海霧であって、北海道や三陸沖の海上に発生した霧が陸地へ流れてきたものである。同じ100日以上の箇所である軽井沢では各月ともほぼ10日前後霧が発生する。これは山霧である。兵庫県豊岡(とよおか)や熊本県人吉(ひとよし)では9～11月に多いが、これは放射霧と川霧である。50～100日の箇所のうち山形、岐阜県高山、長野県飯田(いいだ)では、9月から12月にかけて多く、この霧は放射霧と川霧が混じったものである。都市霧としては11月から2月にかけての大阪の霧が知られる。高知県室戸(むろと)岬は5、6、7月に多い。これは海霧である。また北海道旭川(あさひかわ)では9月から2月にかけて多いが、これはおもに放射霧であろう。なお富士山山頂や滋賀県伊吹山山頂では1年間の霧日数は200日を超すが、これは山霧あるいは雲である。1年間に25～50日の箇所はやはりなにか霧発生の要因のある箇所である。オホーツク沿岸の網走(あばしり)や三陸沿岸の八戸(はちのへ)や小名浜(おなはま)の霧は5～8月に多く、これは海霧とみてよく、またやや内陸に入るが水戸の霧も海霧であろう。

［大田正次］

霧と災害

海上では海霧の中で視界を失って船舶が遭難した例は古くから多い。1955年（昭和30）5月の瀬戸内海の宇高連絡船紫雲(しうん)丸の沈没、1912年4月のイギリスの豪華客船タイタニック号の沈没はその例である。陸上では霧で視界が悪くなると高速道路が閉鎖され、空港では滑走路が閉鎖される。鉄道では列車の運転が中止されることもある。このように霧が濃くなると視程の障害をおこすので海上、陸上交通に支障が出る。海霧が内陸に侵入すると日照を妨げる。北海道東岸の海霧は6月から8月にかけて内陸へ侵入するので、農作物の生育を妨げる。海霧の侵入を防ぐために防霧林が海岸に造成される。防霧林は霧の微水滴をとらえ、また気流に乱れをおこして霧の消散を促進させるなどの作用がある。

［大田正次］

霧の人工消散

空港では滑走路上の霧が濃くなると離着陸が禁止される。このようなときに霧を人工的に消して離着陸が可能なようにすることは、航空機の運航上きわめて効果的である。モスクワやストックホルムなどのような高緯度の空港では、冬季にはヨウ化銀の粉を滑走路周辺の上空にまいて霧の消散を促進し運航効率を高めている。また、ドライアイスやプロパンを散布する方法もいくつかの空港で利用されている。これら滑走路の霧の人工消散は、対象空間が狭く限定されていることおよびその経済効果が大きいことなどから、大いに実用化が進んでいる。

［大田正次］

[参照項目] | 海霧 | 視程 | スモッグ

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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